La partie isolante à l'intérieur d'un transformateur

En tant que composant important du système d'isolation des transformateurs, le papier de bord est largement utilisé dans les transformateurs immergés dans l'huile. Il présente une excellente résistance électrique, une résistance à la chaleur et des propriétés mécaniques, et peut rester stable dans des environnements à haute température et haute tension. Dans le processus opérationnel réel, le papier isolant supporte l'effet combiné de nombreux facteurs tels que le champ électrique, la chaleur, l'oxydation et l'humidité, et ses performances sont directement liées au niveau d'isolation et à la durée de vie du transformateur.

Classification matérielle du papier isolant

Papier isolant en cellulose

Le papier isolant en cellulose est le type d'isolant pour transformateur le plus courant et largement utilisé, dont le principal composant est la cellulose. La cellulose, en tant que polymère naturel, est formée par l'unité de glucose liée par le lien β-1, 4-glucosidique, et la chaîne moléculaire présente un arrangement hautement ordonné, conférant au papier isolant une bonne résistance mécanique et une stabilité thermique. Pendant le fonctionnement du transformateur, le papier isolant en cellulose peut supporter une certaine contrainte mécanique pour assurer la stabilité des enroulements et prévenir les dommages à la structure d'isolation causés par des forces externes. En même temps, la stabilité thermique empêche le papier isolant de se décomposer ou de se déformer dans la plage de température normale de fonctionnement, en maintenant une performance d'isolation stable.

Papier isolant NOMEX

Le papier isolant NOMEX est un polymère synthétique d'amide aromatique avec des propriétés uniques et exceptionnelles. La résistance à haute température du papier isolant NOMEX se distingue particulièrement, avec une classification UL de 220°C, ce qui signifie qu'il peut maintenir une performance efficace pendant plus de 10 ans même après une exposition continue à des températures élevées de 220°C. Dans certains systèmes électriques avec des exigences de température strictes, comme les transformateurs utilisés dans les zones à forte consommation d'énergie telles que les grandes centrales thermiques et les industries métallurgiques, le papier isolant NOMEX peut facilement faire face aux défis de haute température pour assurer un fonctionnement stable des transformateurs.

Autres nouveaux matériaux isolants

Avec le développement continu de la science des matériaux, une série de nouveaux matériaux en papier isolant ont vu le jour, apportant de nouvelles avancées à la technologie d'isolation des transformateurs. Parmi eux, le carton en polyméthylpentène (PMP), en tant que nouveau matériau prometteur, a suscité un vif intérêt. Le carton PMP présente un faible coefficient diélectrique et, comparé au papier isolant cellulosique traditionnel, peut améliorer plus efficacement la répartition du champ électrique à l'intérieur du transformateur, réduire les phénomènes de concentration locale du champ électrique et ainsi diminuer le risque de rupture de l'isolation. Dans certains transformateurs haute et très haute tension, l'uniformité de la répartition du champ électrique est très importante pour la fiabilité du système d'isolation. L'utilisation du carton PMP offre une nouvelle solution à ce problème.

Classification du papier isolant des transformateurs

Principal papier isolant

En tant que matériau clé dans le système d'isolation des transformateurs, l'isolation principale en papier a pour rôle d'assurer l'isolation électrique entre l'enroulement et le cœur en fer, ainsi qu'entre les enroulements eux-mêmes, et ses performances déterminent directement l'efficacité de l'isolation et le niveau de résistance aux tensions du transformateur. Dans les transformateurs à haute et ultra-haute tension, le papier d'isolation principal doit supporter une intensité électrique extrêmement élevée, ce qui impose des exigences strictes en matière de résistance électrique. Un papier d'isolation avec une forte résistance diélectrique et de faibles pertes diélectriques est généralement choisi pour bloquer efficacement les fuites de courant, réduire les pertes d'énergie et éviter les décharges partielles. Ce type de papier isolant présente généralement une structure fibrillaire dense et uniforme, avec des pores très petits entre les fibres, ce qui permet d'empêcher efficacement la pénétration des impuretés et de l'eau, garantissant ainsi la stabilité des performances d'isolation.

Papier d'isolation intertour

Le papier d'isolation intertour est principalement utilisé pour protéger l'isolation entre chaque tour du conducteur dans l'enroulement du transformateur et empêcher la survenue d'un court-circuit intertour, ce qui joue un rôle vital dans le maintien du fonctionnement normal du transformateur. Comme l'enroulement sera soumis à de nombreux facteurs tels que la force électromagnétique, le stress thermique et les vibrations mécaniques pendant son fonctionnement, le papier d'isolation intertour doit non seulement avoir de bonnes performances d'isolation électrique, mais aussi une excellente flexibilité et une grande résistance mécanique pour s'adapter aux conditions de travail complexes.

Papier d'isolation de la bobine

Le papier isolant pour conducteurs a généralement une grande résistance à la traction et à l'usure, une surface lisse et plate, ce qui facilite son enroulement serré autour du conducteur, formant ainsi une couche protectrice d'isolation fiable. Dans certains grands transformateurs électriques, le fil de connexion est plus long et supporte un courant important ; afin d'assurer les performances d'isolation, outre l'utilisation de papier isolant de haute qualité, une couche de gaine protectrice est également ajoutée à l'extérieur du papier isolant, comme une gaine thermorétractable ou une gaine en caoutchouc, renforçant ainsi l'effet d'isolation tout en jouant un rôle étanche à l'eau, anti-humidité et anti-corrosion.

En fonctionnement, le papier isolant est comme une "armure gardienne" du transformateur, escortant dans tous les domaines : sécurité électrique, prolongation de la durée de vie et optimisation de l'efficacité opérationnelle. Il empêche les courts-circuits, réprime les interférences électromagnétiques et pose les bases d'une transmission d'énergie stable ; il ralentit le vieillissement, réduit les risques de panne et prolonge la durée de vie du transformateur ; il diminue les pertes d'énergie, améliore la dissipation thermique et aide à économiser l'énergie et à être plus efficace. .

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